鋼筋混凝土柱碳纖維加固應用技術

1、鋼筋混凝土柱碳纖維加固應用技術在實際加固工程中，因設計失誤、施工不當或使用功能改變等，造成的構造或構件不能滿足現行標準規(guī)定的正常設計使用要求，要使其構造或構件可以繼續(xù)平安、正常的使用，那么必須采取一定的措施進展補強修復。碳纖維FRP是整個土木工程界使用最為廣泛且熱門的加固材料，該項加固技術興起于20世紀80年代，于90年代后期在我國迅速開展起來，國內外很多科研單位和高校就碳纖維FRP加固混凝土構件這項新技術進展了大量的研究。隨著試驗研究的深化，該加固技術的適用范圍不斷擴大，應用技術不斷改良。碳纖維FRP加固鋼筋混凝土柱的試驗研究相對較少，但試驗研究結果說明碳纖維FRP加固鋼筋混凝土柱具有施工簡

2、單、抗腐蝕才能強、約束效果好、根本不需要維修保養(yǎng)等特點，下面就該加固技術進展簡要介紹。1、鋼筋混凝土柱FRP加固機理分析1.1、碳纖維FRP材料碳纖維FRP一般是直徑為520的連續(xù)纖維，基材由樹脂和固化劑組成，用樹脂內加固化劑浸潤碳纖維，待樹脂固化后便形成了碳纖維增強塑料簡稱FRP。其特性：密度小，為普通鋼材的1/6；強度高，抗拉強度約為普通鋼筋的46倍；抗腐蝕性能好，強度不受酸堿腐蝕介質的影響；非磁性，不影響電磁信號的傳播；抗疲勞性能優(yōu)良，疲勞壽命普遍高于鋼材；溫變系數和混凝土相當；彈性模量和鋼材相近；極限延伸率1%.1.2、鋼筋混凝土柱FRP加固原理鋼筋混凝土柱在承受軸向壓力時，構件是由于

3、受到極限值非常小的橫向擴張引起的，如能在構件四周創(chuàng)造橫向約束，以阻止受壓構件的這種橫向擴張，從而進步構件抗壓承載力和變形才能。碳纖維FRP加固鋼筋混凝土柱就是在柱混凝土和FRP增強帶之間產生約束作用，它們之間的互相作用力稱為界面約束應力受橫向界面約束應力的作用，塑性區(qū)的核心混凝土處于三向應力狀態(tài)，與單向受力狀態(tài)相比，混凝土的極限壓應變和承載力會進步，在柱彎曲承載力沒有明顯下降的情況下，并不考慮失穩(wěn)的影響，加固后鋼筋混凝土柱具有較大的延性變形與耗能才能。1.3、鋼筋混凝土柱在FRP包裹作用下的應力分布情況1.3.1、由于FRP對鋼筋混凝土柱的橫向約束后使FRP形成軸向拉伸應力，而FRP的抗彎才能

4、極弱一般不考慮，矩形柱在FRP包裹約束下其最終極限軸向抗壓強度相對圓柱而言大大降低，主要由于側向約束應力不均勻。矩形柱邊中央側向約束弱，拐角處側向應力集中約束較大，柱邊只有在發(fā)生側向塑性變形時FRP對鋼筋混凝土柱的橫向約束應力才能極速增長。1.3.2、由于FRP對鋼筋混凝土柱的約束為界面約束，只有當混凝土向外橫向擴張時產生塑性變形FRP方能對混凝土產生約束應力，因此柱環(huán)向外包FRP在承受荷載時表現出兩階段的受力過程：第一階段，混凝土軸向壓應力較小，橫向變形較小，FRP受力較?。坏诙A段，隨著荷載的增加，柱混凝土變形增大，FRP環(huán)向應力顯著增長，環(huán)向約束力迅速增加，直到當FRP到達其極限拉伸應變

5、時發(fā)生斷裂。轉貼于論文聯盟.ll.1.3.3、約束混凝土與無約束混凝土應力應變關系2、碳纖維FRP加固鋼筋混凝土柱的技術及施工要點2.1、適用范圍及工況要求FRP加固鋼筋混凝土柱適用于圓柱或小截面矩形柱截面邊長一般小于800，在未失穩(wěn)狀態(tài)下能大幅進步鋼筋混凝土柱的軸壓承載才能。加固的前提條件是構件的核心混凝土未被破壞，尚具有一定的承載和變形才能。2.2、FRP外包鋼筋混凝土加固技術2.3、加固施工要點：2.3.1、鋼筋混凝土柱加固前的卸荷，此項工作往往被無視，混凝土構件在負荷外包FRP時，外包FRP相對于混凝土柱外表存在應變滯后，常發(fā)生FRP尚未被拉斷混凝土已被壓壞的情況，這種效應使得FRP的

6、補強效果降低，不能充分發(fā)揮FRP的高強抗拉性能。2.3.2、矩形柱拐角倒角的半徑不得小于20，柱側最好修成外凸面，減輕角部FRP的集中應力，很多試驗說明即使如此FRP的破壞仍然發(fā)生在拐角部位。2.3.3、混凝土構件外表的修復工作極為重要，其直接影響FRP對混凝土橫向約束效果。3、結論1碳纖維FRP加固鋼筋混凝土柱，能使混凝土承受軸向受力狀態(tài)變?yōu)槿蚴芰顟B(tài)，約束混凝土的承載力和變形才能得到進步，特別對軸壓比不能滿足抗震設計標準要求的鋼筋混凝土柱加固效果比擬明顯。2進步塑性鉸區(qū)的承載力及延性，鋼筋混凝土柱在地震荷載的重復作用下，上下端會首先出現塑性鉸區(qū)，承載才能及延性迅速下降，用FRP進展纏繞加固后，塑性鉸區(qū)核心混凝土受到約束極限強度及變形才能大幅進步。3施工技術含量低、工藝簡單，約束效果好、抗腐蝕